双色梦想吧换什么名了:切比雪夫不等式

来源:百度文库 编辑:中财网 时间:2024/05/10 08:33:47

切比雪夫不等式

  切比雪夫(Chebyshev)不等式  对于任一随机变量X ,若EX与DX均存在,则对任意ε>0,  恒有P{|X-EX|>=ε}<=DX/ε^2 或P{|X-EX|<ε}>=1-DX/ε^2  切比雪夫不等式说明,DX越小,则 P{|X-EX|>=ε}  越小,P{|X-EX|<ε}越大, 也就是说,随机变量X取值基本上集中在EX附近,这进一步说明了方差的意义。  同时当EX和DX已知时,切比雪夫不等式给出了概率P{|X-EX|>=ε}的一个上界,该上界并不涉及随机变量X的具体概率分布,而只与其方差DX和ε有关,因此,切比雪夫不等式在理论和实际中都有相当广泛的应用。需要指出的是,虽然切比雪夫不等式应用广泛,但在一个具体问题中,由它给出的概率上界通常比较保守。  切比雪夫不等式是指在任何数据集中,与平均数超过K倍标准差的数据占的比例至多是1/K^2。  在概率论中,切比雪夫不等式显示了随机变数的「几乎所有」值都会「接近」平均。这个不等式以数量化这方式来描述,究竟「几乎所有」是多少,「接近」又有多接近:  与平均相差2个标准差的值,数目不多於1/4  与平均相差3个标准差的值,数目不多於1/9  与平均相差4个标准差的值,数目不多於1/16  ……  与平均相差k个标准差的值,数目不多於1/K^2  举例说,若一班有36个学生,而在一次考试中,平均分是80分,标准差是10分,我们便可得出结论:少於50分(与平均相差3个标准差以上)的人,数目不多於4个(=36*1/9)。

测度论说法

  设(X,Σ,μ)为一测度空间,f为定义在X上的广义实值可测函数。对於任意实数t > 0,  一般而言,若g是非负广义实值可测函数,在f的定义域非降,则有  上面的陈述,可透过以|f|取代f,再取如下定义而得:

概率论说法

  设X为随机变数,期望值为μ,方差为σ2。对於任何实数k>0,  改进  一般而言,切比雪夫不等式给出的上界已无法改进。考虑下面例子:  这个分布的标准差σ = 1 / k,μ = 0。  当只求其中一边的值的时候,有Cantelli不等式:  [1]

证明

  定义,设为集的指标函数,有  又可从马尔可夫不等式直接证明:马氏不等式说明对任意随机变数Y和正数a有\Pr(|Y| \le \opeatorname{E}(|Y|)/a。取Y = (X − μ)2及a = (kσ)2。  亦可从概率论的原理和定义开始证明:

参见

  马尔可夫不等式  弱大数定律  [1]分类: 概率论